Neumann stochastic finite element method for calculating temperature field of frozen soil based on random field theory

To study the effect of uncertain factors on the temperature field of frozen soil, we propose a method to calculate the spatial average variance from just the point variance based on the local average theory of random fields. We model the heat transfer coefficient and specific heat capacity as spatially random fields instead of traditional random variables. An analysis for calculating the random temperature field of seasonal frozen soil is suggested by the Neumann stochastic finite element method, and here we provide the computational formulae of mathematical expectation, variance and variable coefficient. As shown in the calculation flow chart, the stochastic finite element calculation program for solving the random temperature field, as compiled by Matrix Laboratory (MATLAB) software, can directly output the statistical results of the temperature field of frozen soil. An example is presented to demonstrate the random effects from random field parameters, and the feasibility of the proposed approach is proven by comparing these results with the results derived when the random parameters are only modeled as random variables. The results show that the Neumann stochastic finite element method can efficiently solve the problem of random temperature fields of frozen soil based on random field theory, and it can reduce the variability of calculation results when the random parameters are modeled as spatially random fields.     

全球气候变化下南海诸岛保护优先区识别分析

全球变化下,珊瑚礁保护区是保护生物多样性、增强珊瑚礁对气候变暖抵抗力的有效方式,而维持珊瑚礁弹性是其核心内容。针对珊瑚礁最具有威胁性的热压力因子,基于南海1982—2009年卫星观测海表面温度（SST）数据和CMIP5加拿大地球系统模式CanESM2模型预估的2006—2100年南海SST数据构建热压力强度模型,从维持珊瑚礁弹性的角度识别IPCC RCP 4.5和RCP 8.5情景下南海诸岛保护优先区。结果表明：RCP 4.5和RCP 8.5情景下13%左右的南海诸岛珊瑚礁识别为保护优先区。根据热压力强度与珊瑚抵抗力及避难所关系,西沙群岛七连屿和晋卿岛近年观测与未来预估的热压力强度均比较低,在保障其服务功能的基础上建议实施完全保护;东沙群岛东沙环礁和中沙环礁排洪滩近年观测急性热压力强度较高但未来预估热压力强度较低,建议实施50%禁止利用保护;中沙群岛黄岩岛近年观测和未来预估的急性热压力强度均比较低,建议实施50%多用途保护。南沙群岛有14%左右的珊瑚礁识别为保护优先区,根据其热压力强度可实施30%~100%禁止利用保护或30%~50%多用途保护。RCP 4.5和RCP 8.5情景下的南海诸岛保护优先区及保护对策,可为维持珊瑚礁生态弹性及应对全球气候变化提供重要的参考价值。     

中小城市家庭生活用能碳排放空间分异——以开封市为例

利用2015年开封市居民家庭生活用能的大样本问卷调查数据,采用探索性空间数据分析（ESDA）和标准差椭圆（SDE）方法,探索城市居住区家庭生活用能碳排放空间分布特征。结果表明：① 家庭生活用能碳排放存在以热点区为主的空间正相关特性,碳排放高值集聚发生在城市新建开发区和建成区向外扩张较快区域,以2000年以后新建高档商品房小区和机关事业单位家属院为主,低值集聚区则发生在建成时间长、后续开发力度小的区域,以老商品房小区和胡同社区为主;② 开封市家庭电力消耗碳排放占生活用能总碳排放的67%,但人均生活用能碳排放空间格局由供暖碳排放决定,且人均供暖碳排放空间格局又由集中供暖碳排放空间格局决定,故降低集中供暖能耗、缩小居民供暖用能差异成为居民生活用能碳减排工作的重中之重;③ 家庭经济状况、集中供暖设施分布和城市发展的空间格局是家庭生活用能碳排放空间依赖性和空间异质性形成的主要驱动因素。     

浙江省城市化与生态环境协调度及其胁迫关系探讨

运用交互胁迫、耦合协调模型,结合主观均方差分析法和客观结构熵值法确定指标权重,通过建立指标体系研究2000-2014年浙江省生态环境和城市化的交互胁迫关系和协调类型.结果表明:浙江省生态环境和城市化之间存在交互胁迫关系,演变状态符合双指数函数;前者对后者有显著的约束作用,后者对前者有显著的胁迫作用.对城市化综合水平影响程度大小依次为经济、社会与人口城市化,对生态环境综合水平影响程度大小依次为生态环境压力、状态与响应.2000-2014年浙江省综合协调耦合类型分为磨合协调阶段(2000-2003年)、基本协调阶段(2003-2005年)、拮抗协调阶段(2005-2010年)和良好协调阶段(2010-2014)4个阶段.     

爆炸液化场地中浅埋钢筋混凝土结构动力响应的现场试验研究

饱和砂土地基在爆炸荷载作用下会发生液化,地基上的结构物将受到爆炸荷载及地基液化的双重作用,从而产生不均匀沉降和破坏性变形。基于大型现场爆炸液化试验,对场地上钢筋混凝土(RC)结构的动力响应和地基液化后RC结构的变形进行了分析研究。结果表明:液化场地中浅埋RC结构产生了明显的不均匀沉降,且最大沉降量达到结构高度的10%,结构差异沉降达到最大沉降量的1/5,结构沉降变形在液化后15 h时基本稳定;RC结构表面未产生明显的裂缝,动态拉、压应变均在400??以内,不会对结构造成显著破坏;结构动力响应表现为柱侧加速度峰值明显大于梁侧,但柱侧动力稳定所需时间较梁侧短,即柱承受了更大的瞬时冲击力且其抵抗瞬时冲击力的能力更强。研究结果可以为在可液化地基中的浅埋RC结构稳定设计等工程情况提供参考。     

基于GIS的合肥市BRT和Metro交通可达性研究

评价了合肥市中心城区的BRT和在建Metro线路对可达性的影响。基于GIS网络分析模拟复杂的多模式交通网络,应用修正潜能模型指标度量了居民区与CBD、与商业金融中心、与行政中心以及与工业区的可达性,对比有无BRT和Metro两种情景下的可达性变化。研究结果表明:在有BRT和Metro时,居民区至CBD的可达性均值变化幅度为45.8%,出行时间从65.5min减至35.5min;居民区至商业金融中心的可达性均值变化幅度为45.7%,时间从74.8min减至40.6min;居民区至行政中心的可达性均值变化幅度为18.9%,时间从104.7min减至84.9min;居民区至工业区的可达性均值变化幅度为37.4%,时间从92.1min减至57.7min。BRT和Metro线路显著地节省了居民出行时间,改善了城市边缘区域的交通可达性,其中经开区的可达性变化幅度最高,其次是滨湖新区、高新区和东区、老城区、南区、西区和北区。     

城市边缘带识别研究进展与展望

城市边缘带作为城市与乡村相交接的特殊地带,是城市化进程中最为敏感的区域;城市边缘带的定量识别是研究边缘带社会结构、景观格局和发展梯度的基础工作,也是城市化生态环境效应定量分析的前提条件。但边缘带识别的理论与方法未受到足够重视,缺乏系统梳理。本文在对比分析城市边缘带及相关概念的基础上,明确了城市边缘带识别的实质与内涵;提出了基于指示要素—空间单元—判别模型的城市边缘带识别概念框架,并从上述三方面系统回顾了国内外城市边缘带识别研究进展;对未来研究进行了展望,认为城乡作用机理探析、多要素综合识别、非参数化模型融合、多尺度转换以及长时间序列动态监测等将是下一步重点研究方向。     

3D Step-by-step inversion strategy for audio magnetotellurics data based on unstructured mesh

A three-dimensional (3D) step-by-step inversion strategy for audio magnetotellurics(AMT) is investigated in this study.The objective function is minimized by it...     

澳大利亚拉克兰造山带成矿地质条件与主要矿化类型

澳大利亚拉克兰造山带（又称拉克兰褶皱带,简称LFB）由强烈变形的寒武纪—泥盆纪深海沉积岩、燧石和基性火山岩,以及更年轻的盖层所构成,其造山过程表现为澳大利亚板块向东南方向不断增生的过程。该造山带的长期演化,形成了以维多利亚金矿省为典型代表的造山型金矿床及其它类型的多金属矿床,本质上这些矿床的形成与特殊的成矿地质条件密切相关。对该区相关文献进行分析和总结,提炼出拉克兰造山带金及多金属矿床的主要地质特征,划分出5种主要矿化类型：造山型金矿、花岗岩中细脉浸染型钨—锡矿、斑岩型铜—金矿、火山喷流铜—锌—金硫化物矿床、产于断陷盆地沉积岩中的铜—铅—锌—金矿。5种矿化类型各具特色,空间上有规律性地分布。     

90年代中国省级区域经济与环境协调度分析

在阐述经济环境协调度理论的基础上,建立了环境承载力与经济发展水平之间的协调度模型。并通过对90年代我国省级区域的实证分析,发现我国空间区域经济环境协调度基本符合“U”型曲线,区域经济发展模式大多以牺牲环境为代价,特别是中西部地区的问题比较严重。